Accéléromètre

Le principe de tous les accéléromètres est basé sur la loi fondamentale de la dynamique F=M.a (F : force, M : masse, a : accélération aussi notée gamma). Plus précisément, il consiste en l'égalité entre la force d'inertie de la masse sismique du capteur et une force de rappel appliquée à cette masse. On distingue deux grandes familles d'accéléromètres : les accéléromètres non asservis et les accéléromètres à asservissement.


Accéléromètres non asservis

Sur les capteurs de type non asservis (boucle ouverte), l'accélération est mesurée par son image « directe » : le déplacement de la masse sismique (masse d'effort ou encore masse d'épreuve) du capteur pour atteindre l'égalité entre la force de rappel et sa force d'inertie.


Accéléromètres à asservissement

Pour les accéléromètres à asservissement, l'accélération est mesurée à la sortie d'une boucle à contre-réaction (asservissement) comportant un correcteur type P.I. (Proportionnel Intégral : type de correcteur améliorant la précision). Un capteur à détection de déplacement (type non asservis) permet la mesure de l'accélération immédiate. Elle est la valeur d'entrée de notre boucle d'asservissement. En sortie de cette boucle, l'accélération est obtenue par la lecture de l'énergie nécessaire à la force de rappel permettant le retour de la masse sismique à sa position initiale.


Principaux paramètres propres à un accéléromètre

  • Les principaux paramètres d'un capteur d'accélération sont :
  • l'étendue de mesure (en g=9,80665 m/s2).
  • la précision (précision d'une mesure donnée).
  • la sensibilité (à un point de mesure donné, la qualité de suivi des faibles variations de la grandeur d'entrée autour de ce point de mesure).
  • la gamme de température d'utilisation (en °C).
  • la masse du capteur, la finesse (terme technique correct correspondant).
  • la sensibilité transversale.
  • le nombre d'axe (1 à 3 axes).
  • la construction mécanique.
  • l'électronique intégrée.

 


Ses applications


Les applications de ce capteur sont très diverses :

  • la mesure de vitesse (par intégration).
  • la mesure de déplacement (par double intégration).
  • le diagnostic de machine (par analyse vibratoire).
  • la détection de défaut dans les matériaux (en mesurant la propagation d'une vibration à travers les matériaux).

Néanmoins, elles sont généralement classées en trois grandes catégories :

  • Les chocs.
  • L'accélération vibratoire.
  • L'accélération de mobiles.


Matériel utilisé

Dans notre projet nous utilisons un LIS302DL qui est un accéléromètre 3 axes de ±2 ou ±8 g avec une sortie digitale I2C ou SPI.

 

 

Schéma block du LIS302DL :

 

Schéma Block LIS302DL

 


Le LIS302DL a une tension de travail qui s’étend de 2,16 volts à plus de 3,6 volts (5 volts d’en notre cas).

On peut aussi choisir le mode de fonctionnement de son interface série de sortie, soit en mode SPI, soit en mode I2C, dans notre cas nous travaillons en mode I2C, ce qui nous permet de placer plus facilement divers sondes sur le même bus sans avoir de Chip select car chaque module I2C contient sa propre adresse, donc le boitier est sélectionné sur le bus I2C.


Le bus I2C est expliqué plus en profondeur dans ce document.

Module Accéléromètre Pour SiMiUS:

 

Accéléromètre Externe Accéléromètre sur SiMiUS
Module externe Module Interne